電池測試安全規定

電池測試要兼具安全及效益，重要的安全功能是關鍵，包括安全接觸器、反極性檢查工具，以及預充電路。

如果疏於執行這些安全功能，電池測試安排容易出現漏洞，更有可能導致嚴重事件、受測單元 (UUT) 損壞以及停機。雙向電源供應器與許多電池充放電循環機並不具備這些功能。

我們就來探討能避免電池測試安排出現漏洞的三項基本安全規定。

圖 1：電池充放電循環機含安全接觸器、極性檢查工具和預充電路。

安全接觸器：確實做到絕緣和安全「關機」條件

安全接觸器能發揮絕緣功能，產生安全的「關機」條件。少了接觸器，即使在關機狀態下，DUT 仍有可能發生電力流動。如果這些端子之間出現足夠的電阻，使得電源繼續汲取電流並耗盡電池電力，或者造成其他安全危害，就有可能出現這般電力流動現象。

NI 採用專為電池充放電循環設備所設計的內建密封安全接觸器。測試系統在關機狀態下的時候，我們的儀器不會汲取電力，且接觸器會確實中斷充放電循環機與 UUT 之間的連接。

極性檢查工具：避免使用者出錯而危及操作人員和設備

使用者接線出錯而損壞電池和設備的情況並不罕見，極性檢查是避免這類問題的必要工具。一旦在輸出端子偵測到負極電壓，內建的反極性檢查工具就會停用輸出功率，防止意外損壞。舉例來說，若儀器偵測到反極性，就會阻止安全接觸器關閉。這麼做能避免客戶在不慎接反電池的情況下嘗試充電或放電而出現極度危險的情況。若發生這類意外情況，也有可能損壞儀器和/或引發火災或爆炸。 

NI 的電池充放電循環機內建反極性檢查工具。這個檢查工具有助於卻保輸出端子的電壓正確無誤。

預充檢查電路：減少浪湧電流並避免硬體過早劣化

最後，內建預充電路是預防浪湧電流 (Inrush Current) 及系統受壓的重要元件，系統受壓也容易破壞電池充放電循環機和 UUT 元件。這種浪湧是測試設備的輸出電容造成的，在已經連接 UUT 且電壓位準不同的情況下，有可能會損壞 UUT。預充電路能根據電池調整儀器內部電壓，避免形成電弧以及系統出現大量電流浪湧的情形。 

舉例來說，若使用 DC 電源、DC 負載或雙向儀器測試 600 V 電池，儀器的初始電壓是 0 V (零電位)。這些電源/負載儀器並未內建預充電路，因此，只要將儀器接線接在電池上即可完成路徑，也會因此讓儀器承載 600 伏特的電壓。這樣的瞬間連線就會造成浪湧電流 (Inrush Current)。電壓位準差異如此懸殊，就是儀器輸出電容器充電時會產生浪湧現象的原因，而浪湧通常會導致繼電器和交換器過早劣化。預充電加上安全接觸器，就能在安全接觸器關閉之前根據電池調整儀器的輸出電壓。 

NI 的電池測試系統內建預充電路，能提供「緩啟動」功能，自動將 DC 輸出的電壓調整成電池電壓。

部分市售雙向電源供應器和電池充放電循環機的測試系統並未內建安全接觸器、極性檢查工具或預充電路。這些安全功能仍是維護設備使用安全的必要條件。因此，製造商將責任轉嫁到一般客戶身上，要客戶自行管理外購設備 (從採購元件到整合元件與解決方案) 的整個過程。有些製造商可能會以附加服務的形式提供這類整合服務，但也可能因此出現下列額外成本及障礙：

• 人力成本和費用
  
• 安排複雜度增加
  
• 品質與整合問題
  
• 耽誤專案開始時間 
  
• 必須佔用較大的機架空間
  
• 外接接觸器及偵測電路的開關時間可能較長，恐怕會拖慢測試進度。
  
• 效能與準確度問題
  

圖 2：雙向電源供應器及某些電池充放電循環機必須額外進行整合和設定。

尋找電池測試解決方案時，請先詢問這些安全功能的設計是測試設備內建功能還是附加服務。

NI 將安全機制納入系統，兼收減少壓力及降低附加成本之效。只要使用 LabVIEW 中的軟體觸控面板、遠端觸控面板及驅動程式，即可控制所有安全機制。 

除了安全接觸器、極性檢查工具及預充電路之外，NI 電池測試系統還能發揮層層的軟硬體保護作用。NI 產品另可能附加下列其他安全功能：

• 緊急斷電 (EPO)
  
• 外接式接線聯鎖
  
• 可程式化硬體限制 
  
• 通訊監控
  
• 循序邏輯 (S/W)
  
• 外加監控 (S/W)
  

所有安全機制全數在控制之中，並且完全整合於自動化系統，能在整個測試環境中發揮完整的安全控制作用。